Para entender una imagen microscópica hay que tener en cuenta que lo que se ve no es el objeto propiamente dicho. Asimismo, es preciso considerar tres elementos para comprender el funcionamiento de un microscopio: básicamente se necesita un objeto, una fuente de iluminación y un sistema óptico. Para formar una imagen, se requiere que el objeto sea iluminado por algún tipo de radiación electromagnética y el microscopio electrónico permitirá producir la imagen aumentada, que puede ser copiada como una microfotografía.

La doctora en Física, investigadora del CONICET y docente del Instituto Balseiro Adriana Condó, especializada en microscopios electrónicos de transmisión (TEM), dijo que “esquemáticamente, un TEM funciona como un microscopio óptico, es decir, hay un haz, un objeto que es atravesado por el haz y un sistema de lentes que forman una imagen ampliada del objeto. Como el haz atraviesa la muestra, en la imagen se ve el interior del objeto como si fuera transparente”.

Es importante reseñar que la microscopía ofrece una información local, es decir que un buen análisis microscópico debe preocuparse de la representatividad de los resultados. “Un factor que requiere cuidado es la preparación de la muestra. Para que el haz la atraviese es necesario preparar una lámina delgada, de aproximadamente 100 nanómetros de espesor o menos. Eso requiere de un proceso que, en algunos casos, puede llevar varias horas de preparación y que no debe inducir cambios en el material”, señaló Condó.

En los sistemas ópticos, la lente es el instrumento principal para la formación de imágenes. Como sistemas ópticos podemos nombrar, entre otros, el ojo humano, la cámara de fotos, la lupa, el proyector, el microscopio y el telescopio. Los científicos coinciden en que el ojo, conjuntamente con el cerebro, es el sistema procesador de imágenes más eficiente disponible hasta la actualidad en lo que respecta a velocidad y resolución. En un microscopio, el aumento sólo no es suficiente, sino que la resolución –capacidad que tiene un sistema óptico de separar dos puntos que se encuentran muy próximos entre sí– determina lo que se verá.

Los progresos tecnológicos en el campo científico han permitido llegar a observar detalles del nivel de los átomos. La doctora en Física e investigadora de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) Adriana Serquis señala que “los nanómetros (nm) son mil millones de veces más chiquitos que un metro; recién a esa distancia se pueden distinguir los átomos que nos rodean”.

Por último, para formar una imagen microscópica, se necesita una fuente de iluminación. Como dice Alberto Maiztegui en su clásico Introducción a la Física, “no basta con el aumento, la naturaleza ondulatoria de la luz también trae consecuencias”. Sin embargo, físicos e ingenieros buscan mejorar la resolución de estas imágenes.

Además de la luz solar y la luz producida por bombillas incandescentes, también se pueden usar otros tipos de radiaciones electromagnéticas, como la luz ultravioleta, los rayos láser o un haz de electrones. Estos últimos no son captados por la retina del ojo humano, pero sí por una placa fotográfica o una pantalla fluorescente. El haz de electrones se considera como un tipo de “iluminación”, ya que permite la formación de una imagen en la que se muestran detalles finos del objeto.

Adriana Condó explicó que “los microscopios de punta son los que poseen correctores de aberraciones de las lentes y filtros de energía para que el haz de electrones sea lo más chico e intenso posible. Cuanto más chica es la zona iluminada por el haz, mayor detalle se puede analizar”.

Para iluminar los objetos se pueden utilizar dos mecanismos: la transiluminación, en el que el rayo electromagnético (luz) debe atravesar el objeto; para esto es necesario un recorte de la muestra. En la microscopía electrónica se emplean cortes cuyo espesor está en el orden de los nanómetros porque los electrones tienen bajo poder de penetración.

Otro mecanismo es la epi-iluminación, en la que el rayo de luz incide de manera oblicua sobre la muestra. La observación puede hacerse sin necesidad de cortes tan finos de la muestra. La iluminación puede abarcar simultáneamente todo el campo de visión o, por el contrario, focalizarse en un punto determinado del objeto.

Fue, en gran medida, por los progresos en el campo de la óptica en el siglo XVII que la ciencia pudo adentrarse en el mundo microscópico. A su vez, implicó una profesionalización de ese campo interdisciplinar. En una publicación de la investigadora del Conicet Mariana Lanfranconi se recorre la evolución del microscopio como el pilar fundamental en el conocimiento de lo invisible.

Lafranconi contó en ese artículo que, aunque el poder de resolución del microscopio “aumentó a través del tiempo (con la mejora en la calidad de las lentes), su factor limitante fue la longitud de onda de la luz”. Y destaca que en 1930 el mundo submicroscópico se amplió con la aparición del microscopio electrónico que, en lugar de utilizar un haz de luz visible, utiliza un haz de electrones.